Palmilhas para diabéticos impressas em 3D específicas do paciente para reduzir a pressão plantar (3D Insole)

Estima-se que, globalmente, ocorra uma amputação de membro inferior a cada 30 segundos, e que 85% dessas amputações sejam decorrentes de úlceras de pé diabético. As úlceras plantares do pé se desenvolvem, em parte, devido à alta carga e estresse mecânico nos tecidos moles do pé. As palmilhas personalizadas de padrão de cuidado visam reduzir as regiões do pé que sofrem pressões plantares excessivas, redistribuindo a pressão para outras áreas.

Limitações na eficácia das palmilhas padrão de tratamento, no entanto, resultam em taxas de ulceração que permanecem inaceitavelmente altas. Enquanto isso, uma revolução nas tecnologias de impressão 3D, propriedades de materiais e pipelines de fabricação digital estão permitindo uma onda de soluções inovadoras que estão melhorando os resultados em muitas áreas da medicina. Os investigadores pretendem aproveitar essas técnicas para criar novas palmilhas impressas em 3D específicas para cada paciente com metamateriais personalizados que, segundo os investigadores, demonstrarão um desempenho superior de descarregamento.

Os metamateriais personalizados são materiais impressos em 3D formados a partir de padrões de treliça derivados de características específicas do paciente, resultando em palmilhas que combinam exclusivamente com as necessidades do paciente. O objetivo deste estudo é determinar se as palmilhas impressas em 3D com metamateriais personalizados reduzem as pressões plantares em áreas de risco do pé melhor do que as palmilhas padrão. Os investigadores fabricarão três palmilhas diferentes, a saber, palmilhas padrão de cuidado (SC), baseadas em pressão impressa em 3D (3DP-PB) e palmilhas otimizadas de elemento finito (3DP-FE). As palmilhas 3DP-PB serão projetadas a partir da forma do pé plantar e da pressão plantar dinâmica, enquanto as palmilhas 3DP-FE serão projetadas a partir de simulações dos pés dos participantes interagindo com diferentes designs de palmilhas para otimizar a forma da palmilha e as propriedades do metamaterial. Em um estudo de medidas repetidas, os investigadores medirão o pico de pressão plantar e o tempo de pressão integral para cada tipo de palmilha com um grupo de 25 participantes com diabetes e pressão elevada no antepé. Os investigadores levantam a hipótese de que as palmilhas impressas em 3D compostas por metamateriais personalizados derivados de medições plantares (3DP-PB) terão maiores reduções no pico de pressão plantar e tempo integral de pressão do que as palmilhas SC (H1).

Além disso, os pesquisadores levantam a hipótese de que, em relação às outras duas palmilhas, as palmilhas otimizadas por meio de simulações de elementos finitos específicas do paciente (3DP-FE) terão a maior redução no pico de pressão plantar e na integral de tempo de pressão (H2). Para facilitar a tradução clínica das novas palmilhas impressas em 3D, os investigadores realizarão grupos focais com pacientes e médicos para obter feedback e percepções iniciais. Os resultados desses grupos focais serão sintetizados qualitativamente em melhorias acionáveis ​​para as palmilhas. Novas palmilhas que utilizam fabricação de impressão 3D podem fornecer proteção aprimorada contra úlceras nos pés que freqüentemente evoluem para amputação. Além disso, as tecnologias de fabricação digital e os métodos de fabricação 3D têm barreiras relativamente baixas para a produção em massa, o que pode acelerar muito a tradução para as clínicas. O VA é amplamente reconhecido como líder em inovação em saúde. O desenvolvimento de palmilhas impressas em 3D personalizadas que podem reduzir o risco de amputação está bem alinhado com o espírito de inovação do VA e é apoiado pela missão do VA "Cuidar daquele que deve ter suportado a batalha". A redução das taxas de ulceração na população de veteranos tem o potencial de reduzir significativamente a incidência de amputações de membros inferiores e melhorar a qualidade de vida dos veteranos.